37. Крупнопористый легкий бетон.

Изготовляется без мелкой фракции (без песка). Благодаря этому строение бетона характеризуется большим количеством крупных пор в виде межзерновых пустот, что приводит к ↓ плотности и ↓ коэф теплопроводности. Исключение песка из состава значительно уменьшает суммарную поверхность зерен заполнителя, обволакиваемую цементным тестом и соответственно уменьшает содержание цемента в бетоне. Оно должно быть достаточным для создания контактов из ц-го теста между зернами крупного заполнителя.

Состав крупнопористого конструктивно-теплоизоляционного бе на легких зап-лях определяется расчетно-эксприментальным путем. При этом задаются классом и плотностью бетона. Крупнопористые легкие бетоны отличаются высокой жесткостью, поэтому при определении их состава контроллируют нерасслаеваемость бетонной смеси.

Расход цемента устанавливают по таблице в зав-ти от вида зап-ля и проектной прочности бе;и колебелется 215-300 кг/м³ (для марки М300).

Расход крупного заполнителя принимают в зависимости от его пустотности (при П_щ=40% - Щ=1,1 м³/м³; при П_щ=50% - Щ=1,15 м³/м³; при П_щ=60% - Щ=1,25 м³/м³). Для производ-го состава расход зап-ля увеличивают на 5-15%: из-за разрушения зерен при перемешивании.

Расход воды: В=(НГ·Ц+Щ·ω₃₀)/100, где ω₃₀ – водопоглащение по массе сухого крупного заполнителя за 30 мин., %

Плотность сухого бетона: ρ`_б = 1,15·Ц + Щ

Для уточнения расхода Ц и В приготавливают 3 опытных замеса: один с расчетным кол-вом Ц и два с увеличением и уменьшением расхода Ц на 15-20%. Оптимальное количество воды принимают по составу смеси, имеющей наибольшую плотность и показатель расслаиваемости менее 10%. Если бетонная смесь имеет плотность больше заданной, в нее добавляют крупный заполнитель или заменяют его на более легкий.

Оптимальный состав бе устанавливают по результатам исптыания образцов на прочность.

БИЛЕТ № 3

11. Реологические и технологические свойства бетонной смеси

Реологические св-ва. Формирование св-в бетона начинается с приготовления, укладки и затвердевания бет. смеси. Эти операции во многом определяют будущие качества бетона. Наиболее важным св-ом бет. смеси явл. удобоукладываемость (формуемость). Удобоукладываемость – способность смеси растекаться и принимать заданную форму, сохраняя монолитность и однородность. Удобоукл. определяется текучестью бет. смеси (т. е. подвижностью) в момент заполнения формы и пластичностью – способностью деформироваться без разрыва сплошности.

Для описания поведения бет. смеси в различных условиях используют её реологические характеристики: предельные напряжения сдвига, период релаксации, вязкость. Период релаксации – установление термодинамического равновесия. Для определения этих св-в применяют различные визкозиметры. Подобные испытания вып-т в НИИ. В производственных условиях контролируют подвижность бет. смеси на приборах, позволяющих очень быстро и просто определить необходимую характеристику бе см.

Основное влияние на св-ва бет. смеси оказывает кол-во и качество цем. теста, т. к. именно цем. тесто, являясь дисперсной системой, имеет высокоразвитую поверхность раздела тв. и жидкой фаз, что способствует развитию сил молекулярного сцепления, увеличению связности системы. Решающее влияние на св-ва бет. смеси оказывает расход воды, т.к. он определяет объем и строение жидкой фазы и развития сил сцепления, характеризующих связность и подвижность всей системы.

Цементное тесто относится к так называемым структурированным системам, кот. хар-ся некоторой начальной прочностью структуры, создаваемой за счет действия сил молекулярного сцепления между частицами, окаймленными тонкими плёнками воды. Начальная прочность структуры или структурная вязкость цем. теста зависит от концентрации тв. фазы в водной суспензии. Под воздействием внешних сил (вибрация, встряхивание, тромбование, проката и др.) первоначальная структура разрушается в результате ослабления связи между её отдельными элементами, увеличивается подвижность и удобоукладываемость, возрастает способность системы к деформациям. После окончания воздействия внешних сил система возвращается в начальное состояние, восстанавливается первоначальная прочность структуры, уменьшается подвижность.

Способность структурированных систем изменять свои реологические св-ва после прекращения воздействий назыв. тиксотропией. Существенное влияние на тиксотропию и структурную вязкость оказывает тонкость помола цемента (1!). В начале, с повышением тонкости помола структурная вязкость и коэф. тиксотропии уменьшаются, при удельной поверхности 4500-6000 см²/г эти величины имеют минимальные значения, а при дальнейшем увеличении тонкости помола – возрастает, т.к. возрастают силы внутреннего сцепления за счет действия межмолекулярных адгезионных сил и уменьшения толщины водных прослоек. На структурную вязкость влияет крупность заполнителя (2!) и соотношение между песком и щебнем (3!), а также соотношение между водой и цементом (4!) и между водой и тв. фазой (В/Т) (5!).

Реологические св-ва бет. смеси не остаются постоянными и под влиянием физико-хим. процессов постепенно и постоянно изменяются, появляется всё большее кол-во гидратных гелеобразных соединений, что способствует увеличению дисперсности тв. фазы, клеящей способности цем. клея, вязкости и предельного напряжения сдвигу. Вывод: подвижность бет. смеси постоянно и постепенно уменьшается.

Технологические св-ва бет. смеси.

На практике приходится решать задачи о подборе состава бет. смеси, наилучшим образом отвечающего данной технологии изготовления конструкций. Для этого необх. знать взаимосвязь между составом бет. смеси и её реологич. св-ми или знать технологич. хар-ки бет. смеси: 1) показатель жесткости; 2) осадка конуса (подвижность). Для определения подвижности (способности бет. смеси расплываться под действием собственной массы и связности бетонной смеси) служит стандартный конус (высота 30 см, диаметр нижнего основания 20 см, верхнего – 10 см).

Рис – Опр-ие подвижности бе смеси стандартным конусом: а) общий вид; б) жетская бе см; в) малоподвижная; г)подвижная; д) очень подвижная; е) литая.

ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия» устанавливает 5 марок по подвижности смеси: П1 (осадка конуса) – 1-4 см; П2 – 5-9 см; П3 – 10-15 см; П4 – 16-20 см; П5 – 21 см и более.

При малых расходах воды бетонные смеси не показывают осадки конуса, однако при приложении внешнего силового воздействия такие смеси обладают различными формовочными св-ми. Такие смеси назыв. жесткими. Для оценки их св-в используют стандартный вискозиметр (прибор Вебе), с пом кот опр-т растекаемость бе см при вибрировании.

В цилиндрич сосуд (1), на кот закреплено устр-во для измер-ия осадки бе см в виде напр-го штатива (9), штанги (5) и Ме-го диска с 6ью отверстиями (8), помещают Ме-ую форму-конус (3) с насадкой (4) для наполнения бе смесью. Форму-конус с помощью кольца держателя (2) закрепляют в приборе и заполняют 3-я слоями бетонной смесью (25 штыкований), снимают воронку (4) и после заглаживания поверхности снимают форму-конус (3). Поварачивают штатив (9), устанавливают на поверхности бет. смеси диск и включают виброплощадку. Вибрирование при амплитуде 0,5 мм продолжают до тех пор, пока не начнется выделение цементного теста из 2-х любых отверстий диска. Полученное время вибрирования – показатель жесткости в секундах.

ГОСТ 7473-94 устанавливает 4 марки по удобоукладываемости жестких смесей: Ж1 – 5-10 сек, Ж2 – 11-20 сек, Ж3 – 21-30 сек, Ж4 - 31-60 сек. И 3 марки для сверхжестких смесей: СЖ1 – 50 и менее, СЖ2 – 51-100 сек, СЖ3 – больше 100 сек.

В лабораториях используют упрощенный способ опр-ия жесткости бе см, предложенный Скромтаевым. В металлическую форму 20*20*20 см вставляют стандартный конус (без лапок), наполняют конус в 3 приёма (по 25 штыкований каждого слоя). После снятия конуса бет. смесь подвергают вибрации на лабораторной виброплощадке до тех пор, пока бет. смесь не заполнит все углы куба и её поверхность не станет горизонтальной. Продолжительность вибрации в секундах принимают за меру жесткости бет. смеси, но нужно учитывать, что показатель жесткости, определяемый на стандартном вискозиметре в 1,5 – 2 раза меньше полученного по способу Скромтаева. Переходной коэффициент принимают равным 0,7 (ГОСТ 10181-2000).

Для литой смеси определяющим показателем, которым является её течение без вибрации под действием силы тяжести, консистенцию смеси определяяют по скорости её истечения из прибора, состоящего из металлического короба сечением 10*10 см и высотой 40 см, имеющего в нижней боковой поверхности отверстие 10*10 см. Смесь укладывают на высоту 30 см 3-я слоями с штыкованием. Затем на поверхность устанавливают диск со штангой и открывают выпускное отверстие, через кот. вытекает бет. смесь.